배경단면적 (Background Cross Section)
한 줄 정의: 공명핵 한 개당 주변 물질이 만들어 주는 희석 정도를 나타내는 값입니다.
쉽게 풀면
공명흡수를 계산할 때는 공명핵이 얼마나 묽게 섞여 있는지가 중요합니다. 주변에 다른 원자가 많으면 중성자가 공명핵을 만나기 전에 다른 곳에서 먼저 충돌해, 공명에 의한 중성자속 함몰이 덜 깊어집니다. 배경단면적은 이 묽어짐의 정도를 공명핵 한 개당 다른 물질의 단면적으로 환산한 값입니다. 값이 클수록 자기차폐가 약해집니다.
왜 중요한가
공명영역의 유효 단면적을 표로 만들어 두고 쓰는 방식에서 배경단면적이 표를 찾는 열쇠 역할을 합니다. 덕분에 매번 초미세군 계산을 하지 않고도 연료 조성에 맞는 공명 단면적을 빠르게 얻을 수 있습니다. 격자물리 코드의 공명처리 정확도를 논하는 논문에서 자주 등장합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"배경단면적에 따른 유효 공명단면적 표를 보간해 연료봉 내 우라늄238의 흡수율을 계산하였다."
조금 더 깊게 보면
배경단면적은 공명핵을 제외한 나머지 물질의 거시 단면적을 공명핵의 수밀도로 나눈 값으로 정의하며, 여기에 연료봉 형상에서 중성자가 빠져나갈 확률을 등가 단면적으로 환산해 더해 줍니다. 이 등가 처리 덕분에 균질 혼합물에 대해 만든 표를 비균질 연료봉에도 적용할 수 있습니다. 이웃 연료봉이 서로 그림자를 드리우는 효과는 단코프인자로 따로 보정합니다.
주의할 점
배경단면적은 실제로 측정되는 반응 확률이 아니라 공명처리 과정에서 도입한 매개변수입니다. 흡수단면적 같은 물리적 단면적과 같은 층위에서 비교하면 안 됩니다.